راهنمایی خرید اینورتر VFD

آیا می خواهید یک درایو فرکانس متغیر (inverter) جدید انتخاب کنید؟

پیدا کردن و انتخاب اینورتر (inverter) یا کنترل کننده موتور ایده آل (بی نقص) می تواند کاری نسبتاً رعب آور باشد به دلیل اینکه برای هر کاربرد و سیستم خاص متغیرهای بسیاری در انتخاب مهم هستند. با این حال به برخی نکات کلیدی و توصیه های مفید برای کمک به شما در انتخاب درایو مناسب ارائه شده است. امید است پیچیدگی های انتخاب ساده تر گردد به گونه ای که بتوانید نیازمندیهای کاربرد مورد نظرتان را بیابید.

راهنمای خرید و انتخاب اینورتر Inverter

اطلاعات کلی

پیش از اینکه بیش از حد وارد پروسه بررسی inverter ها شوید، خوب است اطلاعات پایه در مورد موتور و سیستم مورد نظر را جمع آوری کنید که شما را در انتخاب اینورتر  مناسب کمک خواهد کرد.

بیشتر این اطلاعات را می توان در پلاک (پلاک نامی) موتور یافت از جمله:

• اسب بخار
• آمپر بار کامل (FLA)
• ولتاژ
• سرعت موتور RPM
• ضریب توان سرویس دهی SF
• دانستن اینکه موتور اینورتر (چپگرد راستگرد) است یا خیر نیز می تواند مفید باشد.

سایر اطلاعات مختص نیازهای سیستم و کاربرد مورد نظر شما خواهند بود از جمله:

• نوع بار (گشتاور ثابت یا گشتاور متغیر)
• دامنه سرعت و روش کنترل
• نیاز به تابلو با حفاظت خاص
• ضریب مکش جریان نسبت به جریان موتور
• مقدار بار برگشت REGENERATIVE

انرژی ترمز و احیای آن (Regenerative) با اینورتر AC

به دنبال برخی از این اطلاعات گشتن ممکن است از دید بعضی دوستان جالب به نظر نرسد، با این حال با جمع آوری اطلاعات بیشتر در این مرحله، پیدا کردن و مقایسه درایوهای مختلف و نهایتاً انتخاب بهترین درایو فرکانس متغیر که متناسب با نیاز شما باشد ساده تر خواهد شد.

اکنون که شما این اطلاعات را در اختیار دارید، زمان بررسی برخی از مشخصات مهم هر یک از اینورتر ها است که شما را در تصمیم گیری در رابطه با اینورتری که بهترین کار را برایتان انجام خواهد داد یاری خواهد کرد.

اسب بخار (HP)

اگرچه این موضوع حائز اهمیت است که سایز اینورتر را متناسب با FLA موتورهای تحت کنترل انتخاب نماییم، اما با این حال دانستن اسب بخاربار روش بسیار خوبی برای یافتن درایوهایی است که احتمالاً مناسب کاربرد مورد نظر شما است و نسبت به سایر متغیرها برای انتخابتان مهم تر است.

 

آمپر بار کامل (FLA)

این بخش از اطلاعات احتمالاً یکی از بحرانی ترین بخش های آن است. استفاده از FLA به جای درجه بندی اسب بخار روشی مناسب برای تعیین سایز یک اینورتر  است. شما نیاز خواهید داشت که FLA موتور را با درجه بندی آمپر هر اینورتر (VFD ) که در نظر دارید مقایسه کنید. این مرحله ای است که در آن محافظه کار بودن کنار می رود و شما خواهید خواست کاربرد مورد نظر خود را کمی با آمپر انطباق دهید. این امر به ویژه زمانی مهم است که یک بارگشتاور ثابت و یا باری که به سختی شروع می شود داشته باشید. هر چند ممکن است در آغاز هزینه خرید درایو با درجه بندی آمپر بالاتر کمی بیشتر باشد اما این هزینه به احتمال زیاد در طول زمان توسط فاکتورهای قابلیت اطمینان و عملکرد جبران خواهد شد

برنامه محاسبه FLA الکتروموتور.

 

ولتاژ

این مشخصه برای ورودی سه فاز ساده است. تطابق ولتاژ اینورتر  و موتور با ولتاژ موجود در سایت محل نصب بسیار حیاتی (حائز اهمیت) است. برای کاربردهای ولتاژ پایین در ایران این مقدار معمولاً ۲۰۸ VAC، ۲۳۰/۲۴۰ VAC، و یا ۳۸۰/۴۲۰ VAC است.

برای ورودی تک فاز توجه به چند نکته دیگر حائز اهمیت است. چنانچه میزان بار سه اسب بخار (تقریباً یک موتور ۲۳۰ VAC با FLA زیر ۱۰ آمپر) یا کمتر است، اگر نیاز شما بیش از سه اسب بخار است، استفاده از اینورتری که برای ورودی سه فاز ساخته شده امکان پذیر است، به هر حال اینورتر  باید به درستی برای درخواست شما اندازه شده باشد. این موضوع به این دلیل است که پل دیودی برای عبور دادن جریان از طریق هر سه پایه است. بنابراین قانون کلی برای اندازه بندی ورودی تک فاز روی یک درایو سه فاز، استفاده از یک VFD تنظیم شده برای ۲ برابر FLA موتور است. برای مثال چنانچه موتور شما یک موتور ۱۰ اسب بخار با FLA 28 آمپر باشد، شما باید یک VFD با درجه بندی آمپر ۵۶ آمپری انتخاب کنید که به حدود ۲۰ اسب بخار ختم می شود.

به علاوه، اگر کار مداوم (عملکرد پیوسته) روی موتور خود دارید ضروری است موارد ذیل رعایت گردد:

• %۱۰-/+ نوسان ولتاژ
• %۳-/+ تغییر فرکانس

 

نوع بار (گشتاور ثابت یا گشتاور متغیر)

کاربری شما نیازمند یک اینورتر  با گشتاور متغیر است یا گشتاور ثابت؟

اگر تجهیزات از نوع گریز از مرکز باشند مانند یک فن یا پمپ، آنگاه یک اینورتر  گشتاور متغیر مناسب تر خواهد بود. صرفه جویی در مصرف انرژی معمولاً انگیزه اولیه برای نصب اینورتر های فرکانس متغیر برای کاربردهای گریز از مرکز است و اینورتر های گشتاور متغیر صرفه جویی در مصرف انرژی بیشتری ارائه می دهند.

برای مثال یک فن زمانی که در ۵۰ درصد سرعت در حال کار است نسبت به زمانی که با ماکزیمم سرعت کار می کند به گشتاور کمتری نیاز دارد. عملیات گشتاور متغیر به موتور اجازه می دهد که تنها گشتاور مورد نیاز را اعمال کند که در نتیجه منجر به کاهش مصرف انرژی می گردد که یکی از مزایای فراوان اینورتر  است.

نوار نقاله، پمپ های جابه جایی مثبت، پرس پانچ، اکسترودرها، و دیگر کاربردهای مشابه نیاز به سطح ثابت گشتاور در تمام سرعت ها دارند. که در این صورت درایو های فرکانس متغیر با گشتاور ثابت برای این کار مناسب تر خواهند بود.

یک اینورتر  گشتاور ثابت باید ظرفیت جریان اضافه بار ۱۵۰% یا بیشتر برای یک دقیقه داشته باشد. درایوهای فرکانس متغیر با گشتاور متغیر تنها به ظرفیت جریان اضافه بار ۱۲۰% برای یک دقیقه نیاز دارند زیرا کاربردهای گریز از مرکز به ندرت از جریان نامی تجاوز می کنند. چنانچه نیاز به کنترل شدید و دقیق (tight) فرایند باشد ، آنگاه ممکن است شما نیاز به استفاده از یک درایو فرکانس متغیر بردار بدون حسگر sensorless vector یا بردار شار داشته باشید که سطح بالایی از دقت و صحت در کنترل سرعت، گشتاور و موقعیت یابی را ارائه می کند.

چه مواردی باید درهنگام راه اندازی اینورتر مورد بررسی قرار گیرد؟

 

 

 

دامنه سرعت

به طور کلی یک موتور نباید در کمتر از ۲۰% حداکثر سرعت تعیین شده خود کار کند.

اگر بدون خنک کننده کمکی موتور در سرعتی کمتر از این مقدار کار کند، موتور بیش از حد گرم خواهد شد. اگر لازم است موتور در سرعت های پایین بکار انداخته شود، خنک کننده کمکی موتور باید مورد استفاده قرار گیرد. به علاوه در هنگام سرعت بیش از اندازه یک موتور نیز باید مراقب باشید. به طور کلی ایده خوبی نیست که موتور را در سرعتی بیش از ۲۰% بالاتر از سرعت نامی آن بکار اندازیم. شما نیاز دارید اطلاعات داده شده توسط سازنده موتور را چک کنید تا اطمینان حاصل کنید چه دامنه سرعتی در گارانتی تولید کننده مجاز است. به خاطر داشته باشید همچنان که در سرعت هایی بالاتر از سرعت طراحی، موتور را به کار اندازید گشتاور را نیز از دست می دهید. علاوه بر این باید مطمئن شوید که موتور خود را بطور مداوم بالاتر از درجه بندی FLA بکار نمی اندازید.

چرا به یک اینورتر یا سافت استارتر نیاز داریم؟

روش کنترل

در کنترل دو سیم تنها یک سوئیچ برای بکار انداختن درایو فرکانس متغیر مورد استفاده قرار می گیرد.  یک سوئیچ باز درایو را خاموش و یک سوئیچ بسته آن را روشن می کند. کنترل دو سیم عمدتاً در کاربردهایHVAC استفاده می گردد به دلیل اینکه قادر به حفظ دستور RUN برای درایو در طول قطع برق می باشد که درایوهای فرکانس متغیر را قادر می سازد هنگامی که برق وصل شد به طور خودکار مجدداً شروع به کار کنند. به علاوه، کنترل دو سیم به درایوها اجازه می دهد تا “بازیاب افت برق” داشته باشند تا در طول یک افت برق که به مدت ۲ ثانیه یا کمتر است کار کنند.

در کنترل سه سیم (استپ استارت)دو سوئیچ برای به کار انداختن درایو استفاده می گردد. یک سوئیچ برای خاموش کردن و سوئیچ دیگر جهت به کار انداختن درایو فرکانس متغیر مورد نیاز است. این نوع کنترل در کاربردهای صنعتی در یک نوار نقاله و یا فرایند کنترل در جایی که ایستگاه های متعدد می توانند  اینورتر  VFD را خاموش/روشن کنند معمول است اما یک مدار ایمنی واحد باید ساخته شود تا اجازه دهد این عملیات آغاز گردد.

سایر منابع سرعت

• سرعت پتانسیومتر- به اپراتور اجازه می دهد تا سرعت موتور را با پتانسیومتر تنظیم کند.

​

• برنامه نویسی دیجیتال/ نمایشگر- به اپراتور اجازه می دهد به وسیله مقادیر ورودی و از طریق یک صفحه کلید با یک نمایشگر LED یا LCD درایو را برنامه ریزی و عیب یابی کند. همچنین عملیات درایو نیز می تواند از طریق این نمایشگر بررسی گردد.

​

• سیگنال آنالوگ- ۴-۲۰mA یا ۰-۱۰VDC؛ باید درایوهای فرکانس متغیر را با ورودی مجزا فراهم کند؛ باید از یک جفت هم تابیده روکش دار استفاده کند و سیم را از برق سه فاز AC دور نگه دارد.

​

• سوئیچ سلکتور تنظیم سرعت - به اپراتور اجازه می دهد تا از بین چندین سرعت از پیش تعیین شده انتخاب نماید. می تواند همچنین زمانی که سرعت از طریق یک PLC تنظیم می شود و یک خروجی آنالوگ در دسترس نیست استفاده شود.

​

• پورت ارتباط سریال- به درایوهای فرکانس متغیر اجازه می دهد تا در یک شبکه مانند MODBUS، PROFIBUS، DEVICENET یاMETASYS ارتباط برقرار کنند که عملیات درایو را قادر می سازد تا از طریق یک PC یا یک HMI هماهنگ شود و تحت نظارت قرار گیرد.

نیاز به تابلو با حفاظت خاص

یکی از جنبه های مهم انتخاب اینورتر (VFD ) مناسب برای کاربرد مورد نظر شما با محیط پیرامون درایو سر و کار دارد. انواع کمی از گواهی نامه ها وجود دارند که درایوها در آنها درجه بنده شده اند شامل درجه حفاظت در برابر گرد وخاک و نفوذ آب (IP)،NEMA و محفظه های نوع UL. این موضوع حائز اهمیت است که نیازهای کاربرد مورد نظر خود را با محفظه مناسب مطابقت دهید. این امر می تواند از طریق پیدا کردن یک درایو مستقل با درجه حفاظت در برابر گرد وخاک و نفوذ آب (IP) انجام شود یا شما می توانیدVFD خود را درون یک محفظه دیگر قرار دهید و در واقع طبق نیاز خود تابلویی طراحی و مونتاژ نمایید. 

مواردی که باید در مورد استفاده از یک اینورتر به آنها توجه داشت

اگرچه یکVFD در حال کار بهترین راه برای کنترل موتور شما است اما برخی مسائل و مشکلات وجود دارند که در اثر روشی که یک اینورتر  VFD کارمی کند در موتور بوجود می آیند.

مزیت و مضرات یک اینورتر

واحد PWM  تمامیVFD  ها موج سینوسی تولید نمی کنند(البته مواردی هستند که خروجی سینوسی تولید میکنند) بلکه ولتاژ خروجی آن پالس های فرکانس بالایی است که می تواند تنش های اضافی بر سیم پیچ ها و یاطاقان های موتور وارد آورد. موتورهای جدیدتر همگی از سیم هایی استفاده می کنند که برای تحمل ولتاژهای بالا که می تواند به دلیل مصرف اینورتر  رخ دهد طراحی شده اند. برخی امکانات اضافی توصیه شده موتورهای اینورتر شامل حلقه های اتصال به زمین، یاطاقان های مجزا و امکانات خنک کننده ویژه (مانند فن جداگانه برای خنک کردن موتور درسرعت های پایین، نوعاً در کاربردهای گشتاور ثابت) می باشند. ما یک خط کامل موتورهای گرید اینورتر MDI و همچنین حلقه اتصال به زمین شفت حفاظتی که شما برای ارتقاء موتور خود نیاز دارید تا آمادگی بیشتری برای رسیدگی به تنش های حاصل از یکVFD روشن داشته باشد، داریم.

ساخت اینورتر VFD سفارشی

همچنین ممکن است شما برای حفاظت و کنترل بهتر اینورتر خود گزینه های دیگر و لوازمات جانبی دیگر برای VFD در نظر بگیرید مانند:

• قطع اتصال یا قطع کننده مدار
• کلید HOA (دستی/خاموش/خودکار)
• لامپهای راهنما
• بای پس راه انداز
• رآکتور خط
• کاهش دهنده هارمونیک
• TVSS
• فیلتر dv/dt
• فیلتر سینوسی خروجی

از صفحه اینترنتی ساخت VFD سفارشی جهت دیدن گزینه ها و امکانات مربوط به داشتن یک سیستم سفارشی طراحی و ساخته شده برای شما توسط مهندسان و متخصصان برنامه ما و فروشگاه پانل UL 508 a تایید شده، دیدن فرمایید.

توصیه های نهایی

تلاش شده است این راهنما به منظور استفاده در ابعاد کاربردهای عام باشد و نه به عنوان یک راهنمای جامع. کاربردها و بارهایی وجود دارند که ممکن است نیازمند ابعاد و توجهات خاص باشند. زمانی که شما یک اینورتر VFD را برای کاربردی خاص اندازه بندی یا تعیین می کنید، نیاز است محافظه کار باشید و چند حافظه بافر را در FLA و درجه های اضافه بار رها کنید. این امر به ویژه زمانی صدق می کند که بار شما به سختی آغاز می شود یا با بارگذاری سنگینی در طول عملیات مواجه می گردد.